可编程逻辑控制器（PLC）系列：Omron NX1P for Gas Processing_（13）.气体测量与传感技术.docx

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气体测量与传感技术

在燃气处理工业控制系统中，气体测量与传感技术是确保系统安全、高效运行的关键环节。传感器可以实时监测气体的流量、压力、温度、成分等参数，这些数据通过可编程逻辑控制器（PLC）进行处理和控制，以实现对整个系统的精确管理。本节将详细介绍气体测量与传感技术的基本原理、常见传感器类型及其应用，以及如何在OmronNX1PPLC中进行传感器数据的采集和处理。

1.气体测量的基本原理

气体测量的基本原理包括物理测量和化学测量两种方法。物理测量主要通过检测气体的物理特性（如压力、温度、流量等）来获取数据，而化学测量则通过检测气体的化学成分（如氧气、二氧化碳、甲烷等）来获取数据。

1.1物理测量原理

1.1.1压力测量

压力测量是通过检测气体压力的变化来获取数据。常见的压力传感器有压阻式传感器、压电式传感器和电容式传感器。这些传感器通过不同的原理将压力变化转换为电信号，再由PLC进行处理。

1.1.1.1压阻式传感器

压阻式传感器利用材料的电阻随压力变化的特性来测量压力。当气体压力变化时，传感器内部的电阻值也会随之变化，通过测量电阻的变化可以计算出压力值。

#示例：压阻式传感器数据采集与处理

importtime

#假设压阻式传感器连接到PLC的AI1通道

defread_pressure_sensor(plc,channel):

从指定通道读取压阻式传感器的压力值

:paramplc:PLC对象

:paramchannel:通道号

:return:压力值（单位：Pa）

raw_value=plc.read_analog_input(channel)#读取模拟输入通道的原始值

pressure=raw_value*100#假设传感器的转换系数为100Pa/单位

returnpressure

#示例：周期性读取压力传感器数据

defmonitor_pressure(plc,channel,interval=5):

周期性读取压力传感器数据并打印

:paramplc:PLC对象

:paramchannel:通道号

:paraminterval:读取间隔（单位：秒）

whileTrue:

pressure=read_pressure_sensor(plc,channel)

print(f当前压力:{pressure}Pa)

time.sleep(interval)

#假设PLC对象已经初始化

#plc=initialize_plc()

#channel=1#压力传感器连接的通道号

#monitor_pressure(plc,channel)

1.1.2温度测量

温度测量是通过检测气体温度的变化来获取数据。常见的温度传感器有热电偶、热敏电阻和热电堆。这些传感器将温度变化转换为电信号，再由PLC进行处理。

1.1.2.1热电偶传感器

热电偶传感器利用两种不同金属的接触点在不同温度下产生的电动势来测量温度。当气体温度变化时，传感器产生的电动势也会随之变化，通过测量电动势可以计算出温度值。

#示例：热电偶传感器数据采集与处理

importtime

#假设热电偶传感器连接到PLC的AI2通道

defread_temperature_sensor(plc,channel):

从指定通道读取热电偶传感器的温度值

:paramplc:PLC对象

:paramchannel:通道号

:return:温度值（单位：℃）

raw_value=plc.read_analog_input(channel)#读取模拟输入通道的原始值

temperature=raw_value*0.1#假设传感器的转换系数为0.1℃/单位

returntemperature

#示例：周期性读取温度传感器数据

defmonitor_temperature(plc,channel,interval=5):

周期性读取温度传感器数据并打印

:paramplc:PLC对象

:paramchannel:通道号

:paraminterval:读取间隔（